Séminaires

Présenté par Dr. Sébastien LEBEGUE.
In the field of nanosciences, the quest for materials with reduced dimensionality is only at its beginning. While a lot of effort has been put initially on graphene, the focus has been extended in the last past years to functionalized graphene, boron nitride, silicene, and transition metal dichalcogenides in the form of single layers. Although these two-dimensional compounds offer a larger range of properties than graphene, there is a constant need for new materials presenting equivalent or superior performances to the ones already known.
During this seminar, I will present an approach that we have used to discover potential new two-dimensional materials. This approach corresponds to perform datamining in the Inorganic Crystal Structure Database using simple geometrical criterias, and allowed us to identify nearly 40 new materials that could be exfoliated into two-dimensional sheets. Then, their electronic structure (density of states and bandstructure) was obtained with density functional theory to predict whether the two-dimensional material is metallic or insulating, as well as if it undergoes magnetic ordering at low temperatures. If time allows, I will also present some of our recent results concerning the electronic structure of transition metal dichalcogenides bilayers.
Reference : S. Lebègue, T. Bjorkman, M. Klintenberg, R. M. Nieminen, and O. Eriksson, Phys. Rev. X. 3, 031002 (2013)

Présenté par Martin MUELLER.
La forme prise par un tissu circulaire sous forces externes peut être approximée, sous certaines conditions,  par un cône développable.  Quand le tissu est mis en rotation, des plis apparaissent sur toute sa hauteur, séparés par des parties lisses.  Ces motifs seront expliqués à partir d'un modèle simple. Les résultats théoriques seront comparés aux danses  des derviches tourneurs.

Présenté par Philippe Djemia, Professeur des universités,
Laboratoire des Sciences des Procédés et des Matériaux, UPR 3407 CNRS
Université Paris 13, Sorbonne Paris Cité

L’élaboration de couches minces par pulvérisation magnétron est largement répandue dans les laboratoires de recherche et dans l’industrie grâce au haut niveau de contrôle de la microstructure et de la chimie des couches, de la grande diversité de couches déposées et à la possibilité de traiter de grandes surfaces ou de nombreuses pièces. Des phases métastables d’alliages n’existant pas à l’état massif peuvent ainsi être élaborées, sous une forme cristalline ou amorphe, dépendant de la composition chimique choisie. Les propriétés mécaniques de telles couches ne sont le plus souvent pas connues et nécessitent donc d’être caractérisées. L’étude du comportement de ces phases métastables est nécessaire pour la compréhension des propriétés structurales et physiques des films minces d’épaisseurs nanométriques utilisés dans certains dispositifs de microélectronique et d’optique, ou bien de revêtements d’épaisseurs micrométriques élaborés pour la protection des outils de découpe.
De nombreuses méthodes ont été développées ces dernières décennies, conventionnelles (le test de gonflement, les micro-essais de traction, de compression ou de flexion, la nanodureté,etc.) et non-conventionnelles (la diffusion Brillouin, l’acoustique picoseconde, etc.). Chacune de ces techniques présentent des avantages et des inconvénients et parfois des exigences sur la préparation des échantillons.
Nous présenterons l’utilisation complémentaire de la diffusion Brillouin par des ondes acoustiques de surface et de l’acoustique picoseconde (collaboration avec l’INSP, L .Belliard) pour la caractérisation des propriétés élastiques  de deux systèmes représentatifs :
i. Des couches de solutions solides métal-semiconducteur Mo1-xSix.
ii. Des couches fonctionnelles polycristallines d’alliages ternaires de nitrures de métaux de transition Me1xMe21-xN (Me=Ti, Ta ou Zr).
Les effets de la composition chimique et des relations entre les propriétés élastiques et la ductilité de ces matériaux seront discutés.

La cristallographie à SOLEIL
Jean Daillant, Directeur Général Synchrotron Soleil

L’année 2014 a été choisie par l’UNESCO pour être l’année internationale de la cristallographie. Dans ce cadre, je dresserai un panorama de la cristallographie à SOLEIL, 5 ans après l'ouverture des premières lignes de lumière. 
J'insisterai plus particulièrement sur les axes stratégiques que nous avons définis : biologie structurale, expériences in-situ et operando, couplage de techniques, conditions extrêmes,utilisation de la cohérence, expériences résolues en temps.
J'illustrerai ces différents points seront illustrés par des exemples empruntés aux différentes lignes de lumière et je discuterai les perspectives ouvertes par les lignes en construction et les projets en cours.

Présenté par : C. HANOTIN, Laboratoire d’Energétique et de Mécanique Théorique et Appliquée, Université de Lorraine, Nancy

Quantifier l’impact des vibrations sur les propriétés rhéologiques des suspensions granulaires trouve son intérêt dans de nombreuses applications, que ce soit environnementales ou industrielles. Par exemple, comprendre l’influence des secousses sismiques sur la liquéfaction des sols ou encore quantifier les vibrations à appliquer au béton pour une mise en place efficace restent des problèmes ouverts. Afin de mieux comprendre ces phénomènes, nous avons quantifié l’impact de vibrations contrôlées sur la rhéologie d’un milieu granulaire modèle constitué de billes de verre (~ 100μm) et saturé en liquide (fraction volumique de l’ordre de 60%).
Le dispositif employé se compose d’un rhéomètre à contrainte imposée (AR 2000, TA Instruments) couplé à une cellule vibrante. L’influence des paramètres expérimentaux tels que la taille de billes, la viscosité du fluide interstitiel ou encore l’amplitude et la fréquence des vibrations sur la viscosité ont été étudiés en détails. Nous avons en particulier mis en évidence la présence d’un régime à faible cisaillement entièrement contrôlé par les vibrations. L’effet de cette sollicitation est de faire disparaitre la contrainte seuil du matériau et de faire apparaitre un plateau de viscosité. Cette viscosité de plateau chute de façon surprenante lorsqu’on augmente la viscosité du fluide interstitiel. Une approche dimensionnelle montre que la viscosité de la suspension est contrôlée par la compétition entre les forces de lubrification et la pression granulaire.
Des expériences de diffusion de la lumière utilisant une caméra CCD et basées sur l’analyse des fluctuations d’intensité des figures de speckle ont été menées en parallèle sur ces suspensions granulaires vibrées en l’absence de cisaillement. Cette technique permet de sonder la dynamique des particules aux temps longs. Il apparait que le temps caractéristique de relaxation obtenu est relié à la viscosité au plateau de la suspension granulaire vibrée, ce qui permet d’établir un lien entre les propriétés rhéologiques et les propriétés de diffusion à l’échelle du grain.